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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:建筑設(shè)計時間:瀏覽:次
有關(guān)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析對工程建設(shè)上起到了非常重要的作用,同時現(xiàn)在工程設(shè)計的重要意義有哪些呢?本文主要對邊坡穩(wěn)定性計算方法和工程實(shí)例等方面做了相應(yīng)的介紹。本文選自:《建筑設(shè)計管理》,《建筑設(shè)計管理》為兩大部分,第一部分考慮到了設(shè)計管理特有的管理問題以及實(shí)踐;第二部分則提供了針對團(tuán)隊招募、一體化以及必須從事的特別任務(wù)方面的一個有用指南。 必須要特別注意的是各個團(tuán)體在程序進(jìn)行過程中角色和責(zé)任方面的改變方式。這本指南獨(dú)特地解釋了在這個復(fù)雜學(xué)科里將效率最大化的方式。 本書的作者們是項目管理領(lǐng)域里公認(rèn)的權(quán)威人士,就職于國際知名的雷丁大學(xué)建筑管理和設(shè)計系。本書對于項目管理學(xué)生以及從業(yè)者來說都是價值非凡的。
摘要:邊坡穩(wěn)定性的一般理解是邊坡中的滑動體沿滑面破壞,即抗滑力與滑動力之比。當(dāng)比值等于1,為極限平衡狀態(tài);大于1,為穩(wěn)定狀態(tài);小于1,為不穩(wěn)定狀態(tài)。這是一種巖體破壞的穩(wěn)定性概念。有一些工程,對邊坡變形有嚴(yán)格的要求,變形量不能超過工程允許的變形量,更不允許發(fā)生邊坡破壞,應(yīng)以建筑物允許變形量為標(biāo)準(zhǔn)評價邊坡的穩(wěn)定性,以應(yīng)變理論為基礎(chǔ),進(jìn)行巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定計算。還有一些工程,對邊坡變形量和破壞雖沒有嚴(yán)格的要求,但是,要防止邊坡破壞后發(fā)生快速滑落;在這種條件下,應(yīng)以滑體速度為標(biāo)準(zhǔn)評價邊坡的穩(wěn)定性,以功能定理為基礎(chǔ),計算巖質(zhì)邊坡滑落速度。
關(guān)鍵詞:巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定,工程施工,工程設(shè)計
為了防止邊坡發(fā)生變形破壞和提高穩(wěn)定坡角,可采取如下加固措施:①直接加固。擋墻及護(hù)坡、抗滑樁、滑動面混凝土抗滑栓塞、錨桿及鋼繩錨索;②間接加固。邊坡中巷道及鉆孔疏干地下水,地面排水及地面鋪蓋防滲,削坡減載卸荷;③特殊加固。麻面爆破,壓力灌漿(見巖體加固)。
1 邊坡穩(wěn)定性計算方法
由于極限平衡法難以準(zhǔn)確評估邊坡體內(nèi)應(yīng)力,同時也不能分析出應(yīng)變效果,因而本文選擇有限元強(qiáng)度折減法作為計算方法,以保證內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變效果。
有限元強(qiáng)度折減法是基于彈塑性有限元計算的一種方法,以C、φ作為巖土體強(qiáng)度指標(biāo),F(xiàn)為折減系數(shù),C、φ除以值相應(yīng)的F,得到一組C’、φ’,作為新材料參數(shù);C’、φ’會重新代入到有限元計算程序中,如此循環(huán),直到臨界破壞狀態(tài)判定條件(給定)與當(dāng)邊坡巖土體相符時,停止運(yùn)算,此時對應(yīng)的F值就是最小安全系數(shù),將最小安全系數(shù)代入圖1中(1)式,得到參數(shù)C;將最小安全系數(shù)代入圖1中(2)式,得到參數(shù)φ。此外,參數(shù)
E和v分別是彈性模量和泊松比,兩者數(shù)值為定值,C、φ值變化對其無影響。作者簡介:施戈亮,女,(1983. 11-)專業(yè)技術(shù)初級職稱。湖北武漢。研究方向:巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析;玻璃幕墻建筑防火性能分析。
2 工程實(shí)例
2.1 工程概況
本文選擇我國東南沿海地區(qū)某工程作為研究案例。該工程為建筑工程,工程實(shí)地存在軟弱巖脈風(fēng)化成的軟弱夾層。工程邊坡屬于殘丘坡地,自然坡度約為35,呈現(xiàn)中間高兩側(cè)低的地貌,現(xiàn)場開挖成階梯狀斜坡,高25 m,寬150 m。為保證建筑物安全性,要進(jìn)行穩(wěn)定性分析,并據(jù)此作加固處理。揭露場地地層后發(fā)現(xiàn),具體分為四個巖層分別為雜填土層、殘積粉質(zhì)黏性土層、風(fēng)化夾層、全風(fēng)化花崗巖,厚度分別為1. 1~1.6 m,1.5~6.7 m,1.1-2.3 m,3.4-6.7 m。
2.2 邊坡穩(wěn)定性計算
采用軟土蠕變單元模型進(jìn)行數(shù)值模擬,并運(yùn)用有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行計算。邊坡巖土體的抗剪強(qiáng)度是邊坡失穩(wěn)主要影響因素,若邊坡巖土體破壞極限小于最大剪應(yīng)力,邊坡就會發(fā)生失穩(wěn),進(jìn)而被破壞,本案例研究結(jié)果顯示:沿軟弱階層處巖土體已經(jīng)發(fā)生了滑動,滑動相對位移較大,需要進(jìn)一步探明邊坡的穩(wěn)定性(變形)受弱夾層巖土體力學(xué)參數(shù)的影響,從而確定軟弱夾層與邊坡整體穩(wěn)定性間的關(guān)系。
本案例的不同抗剪強(qiáng)度指標(biāo)下軟弱夾層邊坡穩(wěn)定系數(shù)如圖2所示,根據(jù)此穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)值,C和φ(黏聚力和內(nèi)摩擦角)隨著軟弱夾層數(shù)值逐漸增加,而相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定系數(shù)也呈現(xiàn)上升趨勢;當(dāng)C>21 kPa,且內(nèi)摩擦角>25。時,邊坡穩(wěn)定系數(shù)逼近1. 30,此時邊坡穩(wěn)定性較好,屬于相對穩(wěn)定狀態(tài)。
通過以上分析可知,邊坡的穩(wěn)定性主要受軟弱夾層處巖土體力學(xué)參數(shù)的影響,其力學(xué)參數(shù)對邊坡穩(wěn)定性具有決定性作用。事實(shí)上,軟弱結(jié)構(gòu)面本身的特殊結(jié)構(gòu),使其呈現(xiàn)出不同的物理力學(xué)特性,但是軟弱基層會受到環(huán)境條件的影響。若空氣較為干燥,且邊坡密封較好,那么深入內(nèi)部的雨(水)量就會相應(yīng)較少,同時若地下水位浮動不大,對巖土體影響不大,那么其軟化作用也較小,該條件下軟弱夾層的C和φ等抗剪強(qiáng)度指標(biāo)上升,會處于較好的水平,邊坡穩(wěn)定性相對較高,邊坡變形概率較小。反之,若上述條件都處于不利狀態(tài),如密封不好、空氣潮濕、地下水位突然上升等,任意一種因素都會影響到軟弱夾層,進(jìn)而促使抗剪強(qiáng)度指標(biāo)從較優(yōu)秀水平開始下降,這樣無法有效保證邊坡的穩(wěn)定性,甚至?xí)l(fā)生邊坡破壞的問題。
3 結(jié)論
通過對上述案例分析,結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗,本文總結(jié)了以下結(jié)論:
(一)若邊坡巖土體存在一些軟弱夾層,且伴有原生及次生裂隙,那么結(jié)構(gòu)面本身的穩(wěn)定性會較低,若充填物結(jié)構(gòu)疏松,挖鑿邊坡時極容易發(fā)生崩塌,導(dǎo)致邊坡破壞。
(二)軟弱夾層的剪應(yīng)力是從上部土層開始向向下土層逐漸傳遞至深部,當(dāng)軟弱夾層處有突變達(dá)到最大值,那么軟弱夾層處會減弱變形傳遞效應(yīng),此時位移呈現(xiàn)逐漸減小趨勢。
(三)雨水和地下水都會影響軟弱夾層處抗剪強(qiáng)度指標(biāo),一旦軟弱夾層處滲入一定量的水,就會使其填充物發(fā)生泥化和膨脹作用,進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度,從而導(dǎo)致邊坡沿軟弱夾層穩(wěn)定性下降,出現(xiàn)變形和滑動。